調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用

秦 靜，趙銘山

(濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，山東 濱州 256603)

哮喘是一種常見的慢性發(fā)作的呼吸道炎癥性疾病，以呼吸急促、咳嗽、喘息及氣道高反應(yīng)性(AHR)為特征。引起哮喘的原因復(fù)雜并且因素較多，因此靶向治療非常困難。目前的治療策略僅僅是控制癥狀，而不是抑制潛在的發(fā)病機(jī)制。現(xiàn)將調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)在支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用綜述如下。

1 與哮喘相關(guān)的細(xì)胞類型

1.1 Th2細(xì)胞 Th2細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子 IL-4、IL-5、IL-13促進(jìn)炎癥的發(fā)展，這些細(xì)胞因子誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞的募集和激活，加劇肺部炎癥，促進(jìn)黏液的大量分泌、B細(xì)胞同型轉(zhuǎn)換以及AHR。隨著時(shí)間的推移，氣道結(jié)構(gòu)重塑使得肺功能下降，患者病情更容易惡化。

1.2 Th17 Th17細(xì)胞是最近確認(rèn)的T細(xì)胞家族的一員，對(duì)改變氣道免疫反應(yīng)有很重要的作用。急性發(fā)作的嚴(yán)重哮喘患者的支氣管活檢可發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞的浸潤［1］。動(dòng)物模型研究已經(jīng)證實(shí)Th17及其細(xì)胞因子是嗜中性、嗜酸性以及激素抵抗型氣道炎癥的主要誘導(dǎo)者［2］。

1.3 NKT細(xì)胞 NKT細(xì)胞是T細(xì)胞家族另外一個(gè)獨(dú)立的亞型，它對(duì)糖脂類應(yīng)答并且分泌大量的Th2細(xì)胞因子。與健康個(gè)體相比，在哮喘患者的鼻竇黏膜和痰液中可以檢測(cè)出高水平的NKT細(xì)胞［3］。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)誘發(fā)哮喘 AHR而言，NKT 細(xì)胞是必需的［4］。

1.4 抗原遞呈細(xì)胞(APCs) APCs如樹突狀細(xì)胞(DCs)對(duì)變應(yīng)性疾病中抗原的遞呈、啟動(dòng)抗原特異性免疫應(yīng)答起著決定性的作用。變應(yīng)原被激發(fā)后，DCs在哮喘患者氣道中的含量增加，使它們?cè)谧儜?yīng)原性炎癥中的作用更加突出［5］。

1.5 B細(xì)胞 B細(xì)胞在抗原刺激和Th2細(xì)胞輔助下分泌IgE，隨后交聯(lián)于肥大細(xì)胞，炎癥介質(zhì)的釋放有助于增強(qiáng)過敏反應(yīng)。已經(jīng)證實(shí)當(dāng)抗IgE療法與類固醇合用時(shí)對(duì)變應(yīng)性疾病是有效的［6］。

2 哮喘與Tregs的缺乏

在健康個(gè)體中，Tregs在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中起著很重要的作用，主要是加強(qiáng)免疫耐受、平衡強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。一些研究表明，與正常個(gè)體相比，過敏患者體內(nèi)Tregs數(shù)量減少并且功能受損。哮喘患者血液和痰液中Th2數(shù)量增加，Tregs和Th1的數(shù)量減少，在mRNA水平可發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果，并且在疾病惡化過程中Tregs的抑制活性被損害［7］。在CCL-1途徑中，Tregs的趨化信號(hào)在哮喘患者體內(nèi)也是有缺陷的［8］。此外，F(xiàn)oxp3受表觀遺傳修飾，這將導(dǎo)致Tregs抑制性能的改變［9］。呼吸道過敏癥的小鼠模型證明Tregs對(duì)哮喘的控制是必需的。在抗原攻擊被致敏的小鼠之前將CD4+CD25+Tregs繼承性轉(zhuǎn)移至其體內(nèi)可以抑制過敏性疾病的發(fā)生［10］。另外，將CD4+CD25+Tregs繼承性轉(zhuǎn)移至發(fā)病初的小鼠體內(nèi)可以抑制已有的炎癥［11］。

3 哮喘患者Tregs的抑制機(jī)制

3.1 可溶性因子 IL-10和TGF-β是最早被發(fā)現(xiàn)的Tregs介導(dǎo)的免疫抑制因子，抑制作用廣泛。Tregs分泌IL-10，抑制炎癥因子的合成，而且下調(diào)效應(yīng)T細(xì)胞因子的表達(dá)和APCs的抗原遞呈作用。TGF-β通過抑制IL-1和IL-2的釋放直接抑制T細(xì)胞的增殖和分化。TGF-β也抑制B細(xì)胞增殖，抑制巨噬細(xì)胞的增殖及活性氧釋放功能。而且，TGF-β維持Tregs的功能的同時(shí)也促進(jìn)適當(dāng)?shù)腡regs分化。最近，IL-35被確定為Tregs釋放的一個(gè)重要細(xì)胞因子，它可以直接作用于效應(yīng)細(xì)胞［12］。EB病毒誘導(dǎo)的基因3和IL-12α組成的IL-35異二聚體結(jié)構(gòu)，在Foxp3+細(xì)胞上高度表達(dá)，但是在未活化的CD4+細(xì)胞上不表達(dá)。EB病毒誘導(dǎo)的基因3和IL-12α小鼠的Tregs抑制能力下降，這證實(shí)了IL-35在Tregs介導(dǎo)抑制作用中的重要性。Tregs高度表達(dá)纖維蛋白原樣蛋白2(FGL2)［13］。FGL2下調(diào)DCs的功能，限制了幼稚T細(xì)胞的活化，并誘發(fā)B細(xì)胞的凋亡。抗-FGL2可以阻斷Tregs抑制活性，并且FGL2小鼠的Tregs的抑制作用較弱。

3.2 細(xì)胞接觸抑制 Tregs把APCs作為目標(biāo)從而抑制效應(yīng)T細(xì)胞的活化和分化。Tregs是唯一表達(dá)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白(CTLA)-4的淋巴細(xì)胞，CTLA-4非常類似于T細(xì)胞共刺激分子——CD28分子，但CTLA-4具有更高的配體親和力。CD28分子必須與DCs上的CD80/CD86結(jié)合才能使T細(xì)胞活化，CTLA-4與DCs上的CD80/CD86結(jié)合抑制了CD28分子的結(jié)合使得無能T細(xì)胞的比例增加。CTLA-4也可以阻止或下調(diào)CD80/CD86表達(dá)，導(dǎo)致幼稚T細(xì)胞啟動(dòng)減少。此外，CTLA-4與CD80/CD86分子結(jié)合可以刺激吲哚胺2，3雙加氧酶的產(chǎn)生。吲哚胺2，3雙加氧酶是色氨酸降解的限速酶，由于吲哚胺2，3雙加氧酶的產(chǎn)生，使得色氨酸減少，色氨酸逐漸耗竭導(dǎo)致了APCS免疫抑制活動(dòng)。Tregs可能還表達(dá)淋巴細(xì)胞活化基因(LAG)-3，作為主要組織相容性復(fù)合體(MHC)Ⅱ輔助受體，與CD4同源，但其具有較高的親和力。LAG-3與MHCⅡ直接相互作用使得向幼稚T細(xì)胞提呈的MHCⅡ抗原肽復(fù)合物減少從而抑制DCs的成熟［14］。Tregs也表達(dá)神經(jīng)黏蛋白-1(Nrp-1)，延長了自身與DCs的相互作用，減少抗原向幼稚T細(xì)胞的提呈，將抗-Nrp-1應(yīng)用于鼠類能夠廢除Treg介導(dǎo)的抑制活動(dòng)［15］。然而，Nrp-1不能被用來作為人類Foxp3+Tregs的標(biāo)記，因?yàn)镹rp-1不僅是表達(dá)于人類 Foxp3+調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞，還表達(dá)于其他 CD4+細(xì)胞［16］。這項(xiàng)研究還表明，刺激外周血中的T細(xì)胞也可以誘導(dǎo)Nrp-1的表達(dá)。實(shí)際上，Nrp-1是一個(gè)新的T細(xì)胞活化標(biāo)志物，這表明抗-Nrp-1是通過干預(yù)細(xì)胞的活化來廢除Tregs介導(dǎo)的抑制作用。

3.3 生長因子的喪失 Tregs也可能通過與效應(yīng)細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)必要的生長因子而削弱效應(yīng)細(xì)胞的反應(yīng)。IL-2對(duì)兩種細(xì)胞發(fā)揮各自的功能都是必不可少的，Tregs與效應(yīng)T細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)IL-2，這導(dǎo)致了Bim介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［17］。

4 傳染因子及其成分對(duì)Tregs的誘導(dǎo)

感染誘導(dǎo)的耐受缺乏促進(jìn)了哮喘的發(fā)展，并且與當(dāng)前哮喘的盛行有很大關(guān)系。這表明通過感染因子或者它們的成分誘導(dǎo)Tregs可以控制過敏性疾病的發(fā)展和反應(yīng)相反應(yīng)。

光四蟲屬、一勾蟲屬、日本血吸蟲和曼氏血吸蟲導(dǎo)致的蠕蟲感染能誘導(dǎo)Tregs產(chǎn)生從而抑制過敏性氣道疾病［23］。有研究已經(jīng)確定了抑制過敏性反應(yīng)的蠕蟲衍生物，然而，這些蠕蟲衍生物還不能在過敏性疾病的動(dòng)物模型或臨床試驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用。在成年和新生小鼠模型中益生菌療法已被證明能防止過敏性疾病的進(jìn)展［18］。

有報(bào)道稱傳染因子的數(shù)量和哮喘發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)。研究顯示過敏性氣道疾病的小鼠模型中很多傳染病能夠誘導(dǎo)Tregs并且抑制過敏反應(yīng)。大多數(shù)傳染病會(huì)促進(jìn)IL-10或TGF-β介導(dǎo)的效應(yīng)器反應(yīng)的抑制效應(yīng)。在這些效應(yīng)應(yīng)用于治療之前有必要對(duì)參與Tregs誘導(dǎo)的微生物成分做出鑒定。

［1］Pène J，Chevalier S，Preisser L，et al.Chronically inflamed human tissues are infiltrated by highly differentiated Th17 lymphocytes［J］.J Immunol，2008，180(11):7423-7430.

［2］McKinley L，Alcorn JF，Peterson A，et al.Th17 cells mediate steroid-resistant airway inflammation and airway hyperresponsiveness in mice［J］.J Immunol，2008，181(6):4089-4097.

［3］Yamamoto H，Okamoto Y，Horiguchi S，et al.Detection of natural killer T cells in the sinus mucosa from asthmatics with chronic sinusitis［J］.Allergy，2007，62(12):1451-1455.

［4］Meyer EH，Goya S，Akbari O，et al.Glycolipid activation of invariant T cell receptor+NKT cells is sufficient to induce airway hyperreactivity independent of conventional CD4+T cells［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2006，103(8):2782-2787.

［5］Bratke K，Lommatzsch M，Julius P，et al.Dendritic cell subsets in human bronchoalveolar lavage fluid after segmental allergen challenge［J］.Thorax，2007，62(2):168-175.

［6］Davies JM.Altered immunoglobulin E diversity and regulation of allergic inflammation in asthma［J］.Clin Exp Allergy，2009，39(4):455-457.

［7］Mamessier E，Nieves A，Lorec AM，et al.T-cell activation during exacerbations:a longitudinal study in refractory asthma［J］.Allergy，2008，63(9):1202-1210.

［8］Nguyen KD，Vanichsarn C，F(xiàn)ohner A，et al.Selective deregulation in chemokine signaling pathways of CD4+CD25hiCD127lo/2 regulatory T cells in human allergic asthma［J］.J Allergy Clin Immunol，2009，123(4):933-939.

［9］Lal G，Bromberg JS.Epigenetic mechanisms of regulation of Foxp3 expression［J］.Blood，2009，114(18):3727-3735.

［10］Kearley J，Barker JE，Robinson DS，et al.Resolution of airway inflammation and hyperreactivity after in vivo transfer of CD4+CD25+regulatory T cells is interleukin 10 dependent［J］.J Exp Med，2005，202(11):1539-1547.

［11］Kearley J，Robinson DS，Lloyd CM.CD4+CD25+regulatory T cells reverse established allergic airway inflammation and prevent airway remodeling［J］.J Allergy Clin Immunol，2008，122(3):617-624.

［12］Collison LW，Workman CJ，Kuo TT，et al.The inhibitory cytokine IL-35 contributes to regulatory T-cell function［J］.Nature，2007，450(7169):566-569.

［13］Shalev I，Liu H，Koscik C，et al.Targeted deletion of fgl2 leads to impaired regulatory T cell activity and development of autoimmune glomerulonephritis［J］.J Immunol，2008，180(1):249-260.

［14］Liang B，Workman C，Lee J，et al.Regulatory T cells inhibit dendritic cells by lymphocyte activation gene-3 engagement of MHC class Ⅱ［J］.J Immunol，2008，180(2):5916-5926.

［15］Glinka Y，Chang Y，Prud’homme GJ.Protective regulatory T cell generation in autoimmune diabetes by DNA covaccination with islet antigens and a selective CTLA-4 ligand［J］.Mol Ther，2006，14(4):578-587.

［16］Milpied P，Renand A，Bruneau J，et al.Neuropilin-1 is not a marker of human Foxp3+Treg［J］.Eur J Immunol，2009，39(6):1466-1471.

［17］Pandiyan P，Zheng L，Ishihara S，et al.CD4+CD25+Foxp3+regulatory T cells induce cytokine deprivationmediated apoptosis of effector CD4+T cells［J］.Nat Immunol，2007，8(12):1353-1362.

［18］Dittrich AM，Erbacher A，Specht S，et al.Helminth infection with Litomosoides sigmodontis induces regulatory T cells and inhibits allergic sensitization，airway inflammation，and hyperreactivity in a murine asthma model［J］.J Immunol，2008，180(3):1792-1799.